엔비디아 '그록3' 칩 품은 삼전 파운드리…4나노 풀캐파 가동

[이데일리 최오현 기자] 글로벌 인공지능(AI) 반도체 수요가 잇따라 몰리면서 삼성전자 파운드리(반도체 위탁생산) 흑자 전환 기대감이 커지고 있다. 4나노미터(㎚·10억분의 1m) 공정이 사실상 생산능력 완전가동(풀캐파)에 이른 가운데 삼성전자가 생산을 맡은 엔비디아의 차세대 추론용 칩까지 본격 양산에 돌입했다.

삼성전자 서초사옥.(사진=삼성전자)

25일 업계에 따르면 엔비디아는 AI 에이전트 구동에 특화된 추론 가속 시스템 ‘그록(Groq)3 LPX’가 고객사를 확보하고 본격 양산에 들어갔다고 밝혔다. AI 클라우드 기업인 네비우스(Nebius)는 자사의 추론 플랫폼 ‘네비우스 토큰 팩토리’에 그록3 LPX를 도입하기로 했다. 그록3 LPX는 언어처리장치(LPU) 256개를 하나의 랙으로 구성한 시스템이다. 엔비디아의 차세대 AI 플랫폼 ‘베라 루빈’에 탑재돼 AI 추론 성능과 속도를 끌어올리는 역할을 한다.

LPX의 핵심인 그록3 LPU는 삼성전자 파운드리사업부가 4나노 공정에서 생산한다. 삼성전자가 올 하반기 AI·고성능컴퓨팅(HPC)을 중심으로 4나노 제품 양산 확대에 나선 가운데 대형 고객사의 제품이 본격적인 양산 단계에 진입한 것이다.

AI 반도체 주문이 몰리면서 4나노 생산라인은 이미 사실상 완전가동 상태다. 여기에 공급 과잉 속 가격을 낮춰 고객 확보에 나섰던 과거와 달리 수요 증가를 바탕으로 가격 협상력을 회복하고 있다. 4·5·8나노 등 일부 파운드리 공정의 신규 주문 가격은 최근 최대 10~15% 인상한 것으로 알려졌다. 5나노와 8나노 공정 역시 AI·HPC와 데이터센터 등에 활용되는 공정이다.

엔비디아 '그록3 LPX' 사양

실적에도 변화가 감지되고 있다. 삼성전자는 올해 2분기 고대역폭메모리(HBM) 베이스다이 수요와 미국 고객사 주문 증가에 힘입어 파운드리 매출이 크게 개선됐다고 밝혔다. 하반기에는 4나노 기반 LPU 양산과 HBM 베이스다이 판매를 확대하는 동시에 최선단 2나노 공정에서도 고객 확보에 속도를 내고 있다. 파운드리사업부는 AI·HPC와 신규 모바일 제품을 중심으로 주요 고객사 수주를 늘린다는 계획이다.

4나노와 8나노 공정에선 엔비디아와 협력이 구체화됐다. 2나노 공정에서는 지난해 테슬라와 애플을 고객사로 확보했고, 하반기부터는 2세대 2나노 공정을 기반으로 한 모바일 애플리케이션 프로세서 엑시노스 2700을 양산할 계획이다. 삼성전자는 미국과 중국 고객사를 중심으로 전 공정에서 수요가 증가하면서 하반기 파운드리 매출의 두 자릿수 성장을 목표로 하고 있다.

2022년 이후 적자에서 벗어나지 못한 삼성 파운드리는 그동안 ‘아픈 손가락’으로 꼽혀 왔다. 다만 최근에는 AI 반도체를 중심으로 4나노 가동률이 높아진 데다 5·8나노의 가격 협상력이 개선되고 2나노 고객 확보까지 이어지면서 분위기가 달라지고 있다. 이르면 올해 안에 적자 폭 축소를 넘어 흑자 전환이 가능할 것이라는 관측도 나온다.

업계 한 관계자는 “긍정적인 신호들이 계속 나오고 있는 것은 사실”이라며 “파운드리는 수주부터 양산까지 시차가 있고 대규모 설비투자에 따른 고정비 부담이 큰 만큼 더 장기적으로 봐야 한다”고 말했다.